電磁流量計的工作原理和特點

1電磁流量計的工作原理

電磁流量計是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律測量管內(nèi)流體流量的裝置。蒸汽流量計主要用于工業(yè)管道中蒸汽介質(zhì)流體的流量測量，蒸汽流量計特點是壓力損失小,量程范圍大,精度高,在測量工況體積流量時幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響。無可動機(jī)械零件，因此可靠性高,維護(hù)量小。儀表參數(shù)能長期穩(wěn)定。渦街流量計其特點是壓力損失小，量程范圍大，精度高，在測量工況體積流量時幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響。無可動機(jī)械零件，因此可靠性高，維護(hù)量小。儀表參數(shù)能長期穩(wěn)定。渦街流量計采用壓電應(yīng)力式傳感器，可靠性高，可在-20℃～+250℃的工作溫度范圍內(nèi)工作。有模擬標(biāo)準(zhǔn)信號，也有數(shù)字脈沖信號輸出，容易與計算機(jī)等數(shù)字系統(tǒng)配套使用，是一種比較先進(jìn)、理想的測量儀器。電磁流量計其作用是產(chǎn)生均勻的直流或交流磁場。直流磁路用永久磁鐵來實現(xiàn)，其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)比較簡單，受交流磁場的干擾較小，但它易使通過測量導(dǎo)管內(nèi)的電解質(zhì)液體極化，使正電極被負(fù)離子包圍，負(fù)電極被正離子包圍，即電極的極化現(xiàn)象，并導(dǎo)致兩電極之間內(nèi)阻增大，因而嚴(yán)重影響儀表正常工作。當(dāng)管道直徑較大時，永久磁鐵相應(yīng)也很大，笨重且不經(jīng)濟(jì)，所以電磁流量計一般采用交變磁場，且是50HZ工頻電源激勵產(chǎn)生的。當(dāng)流體在管道中流動時，相當(dāng)于具有一定導(dǎo)電性的導(dǎo)體的切割磁力線，在液柱兩端產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。它的大小與流量成正比，并通過電極將信號導(dǎo)入電路轉(zhuǎn)換器。

e=4bq/πd:e感應(yīng)電動勢；q-流量；b磁感應(yīng)；d-公共流規(guī)直徑，從上式可以看出，當(dāng)管線直徑d和磁感應(yīng)強(qiáng)度b不變時，電感電場e和體積流量q成正比，然而，在磁場均勻的直流條件下，上述公式會在導(dǎo)電的管道中容易得到。

Q=πDE/4Bmsinωt

公式中：狒狒交變磁場的角頻率；

Bm - 交變磁場的最大磁感應(yīng)強(qiáng)度。

由公式可以看出，感應(yīng)電位E與被測介質(zhì)的體積流量Q成正比。然而，來自發(fā)射機(jī)的E輸出是一個弱交流信號，包含各種干擾成分，信號的內(nèi)阻變化多達(dá)數(shù)萬歐姆。因此，該變換器要求是一個具有高輸入阻抗的交流毫伏變換器，能夠抑制各種干擾分量，將感應(yīng)電動勢轉(zhuǎn)換成4-20mADC的統(tǒng)一信號。數(shù)字，用于顯示、調(diào)整和控制，也可以發(fā)送到計算機(jī)進(jìn)行處理。

2 電磁流量計的結(jié)構(gòu)

電磁流量計一般由測量管、激勵系統(tǒng)、檢測部分、傳輸部分四個部分組成。

考慮到防腐蝕的要求，測量管的內(nèi)部通常襯有材料。電磁流量計的主要勵磁方式為高頻激勵、低頻激勵和脈沖直流勵磁。由于工業(yè)的不斷發(fā)展，一些廠商提出了一種新的激勵模式-雙頻激勵，克服了高頻和低頻激勵的不足，具有"不受流量噪聲影響"、"快速響應(yīng)速度"、"高零穩(wěn)定性"、"高精度"等優(yōu)點。

檢測部分主要包括電極和干涉調(diào)節(jié)部分，并且電極具有很強(qiáng)的耐腐蝕性，因為它與被測介質(zhì)直接接觸。

傳送器的主要功能是將傳感器信號轉(zhuǎn)換成與介質(zhì)體積流量成比例的標(biāo)準(zhǔn)信號輸出（0 20mA、4 20mA、0 10kHz）。具有較高的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性和較強(qiáng)的抗干擾能力。